[問題]水, 手術後第一篇文

這兩天在公司需要抹一些帶有塵埃的物料, 在開水喉時想到這樣的一個問題:
眾所周知, 在有重力的空間, 若有"力"(作用力)推/壓向某一個物件, 該物件會完整地把該力反彈回去(希望沒記錯吧), 反彈回去的力就是反作用力。問題來了:
水是有形、可觸摸到的"物件", 當我們開水喉時, 若我們用另一物件(假設是我們的手)去阻擋住水流, 作用力是不是從水那裡來的呢? 先假設是, 那麼我們的手也應該會有反作用力反彈回去吧? 又假設時, 那麼反彈回去的反作用力是不是會即時被連續不斷的水的帶來的作用力給抵銷了呢?


基本上我自己的答案都是肯定的, 但我想聽聽各位的意見和一些較正式的解釋(例:教科書)

嘿嘿~
你這個問題，會考成日出來看看學生能否分辨得到。

反作用力 (reaction)　有三點：
１）the magnitude of the reaction is the same as that of the action.
２）the direction of the reaction is opposite to the action.
３）the reaction and action act on different objects.

那麼，當你的手放在水流中，水流確實施力於你手 (action acted on your hand by the current.) 而你的手又施反作用力於小流 (reaction acted on the current by your hand.)　但由於受力的不是同物，所以力是不被抵銷的。


↓是嗎？一輪馬車行駛時，會跟地上產生作用力，而地上的阻力則是反作用力，那在車輪上的力是否因而抵銷而不向前行？問案顯然不是。反作用力跟作用力跟本不會互相抵銷。就以上例來說，車輪施力於地，而地施反作用力車輪，那何來抵銷呢？要抵銷力是要在同上個物件上才可。就例如地上有一石頭在車輪之前，馬車停濟不前，這樣力才是抵銷了。因為石頭也施了力於車輪，湊巧石頭向車輪所施的力正正與車輪向地下所施的力一樣(magnitude)，所以馬車才停下來。反作用力跟作用力是不會互相抵銷的，這是我所學的。

本篇文章已被 文台 於 Jan 14 2004, 15:06 編輯過

若我們用另一物件(假設是我們的手)去阻擋住水流, 作用力是不是從水那裡來的呢? 是。

那麼我們的手也應該會有反作用力反彈回去吧? 是。補充一點：有反作用力不代表物件(例如手)會在動作上"反彈回去"。

那麼反彈回去的反作用力是不是會即時被連續不斷的水的帶來的作用力給抵銷了呢? 反作用力本身就是因作用力而生，只要是反作用力，就注定會跟作用力抵銷，所以水並不需要連續不斷才能抵銷反作用力。如果把水分拆為一滴滴，每滴水造成的反作用力所抵銷的就是施予作用力的那滴水本身，是"即時"的，而不是抵銷後來跟上的"水流"。

以上只是我自己嘗試解釋的，不是教科書的答案。

(偷偷地在公司回POST)
看過兩位的答案後, 我發覺我除了保留了COMMON SENCES之外, 基本上中學時所學的東東, 全部都連本帶利還給阿SIR了.................=.="v

本篇文章已被 劉雄偉 於 Jan 14 2004, 08:23 編輯過

你自己說的：

１）the magnitude of the reaction is the same as that of the action.
２）the direction of the reaction is opposite to the action.
３）the reaction and action act on different objects.

我所指的抵銷就是這個意思，作用力跟反作用力永遠都是力度一樣方向相反，當然也可以稱之為action-reaction pair，不過沒那麼直觀。無論如何把水細分成一滴一滴，每個action-reaction pair都是獨立的，跟時間性(連續不斷？)沒關係。

至於你所舉的馬車例子，跟水的例子一樣，是有兩對作用力與反作用力存在，這兩個pair的程度差異才會造成車子移動(加速或減速)，而不是甚麼作用力與反作用力抵銷不抵銷的問題。事實上我不懂抵銷不抵銷有甚麼分別，因為action-reaction pair內部不存在net force的問題，我用抵銷純粹是為了形容力度一樣方向相反的特性，我猜這也是劉雄偉所謂抵銷的意思(當然，我可能猜錯)。

至於你提到石頭使馬車停止，並不是因為有石頭做"中間人"令力抵銷才能停止，而是石頭使阻力增加的關係，阻力則是本來就有的。在這個例子中沒有必要把石頭視為獨立的物件。

抵銷是不是cancel 這樣解？則使物件達到equilibrium。


若果不是，就算我沒有明白你的意思了。我一直把抵銷解為cancel。而反作用力跟作用力當然是相同大小但反方向。我所指出的是，這兩種力於兩種不同物件，一是你的手，一是水流，用「抵銷」一字似乎不太準確。而反作用力跟力不會受時間連續性限制，這個就千真萬確，而我也只是對你「只要是反作用力，就注定會跟作用力抵銷」的回應有些疑問罷了。

而馬車一例中，石頭當然是阻力的一種，我只是對說明要「抵銷」(cancel)力是要在同一件物件上才行。著眼點是車輪啊！不提石頭所受的反作用力也是相當易明理解。這個很明白，不作詳解了。

還有的是action-reaction pair 內部沒net-force嗎？這個都不關action-reaction pair 事吧！

本篇文章已被 文台 於 Jan 14 2004, 23:21 編輯過

抵銷是指cancel，只有完全抵銷才會使物件達到equilibrium。

那你是認為action-reaction pair內部有net force，還是甚麼？

我自己是覺得用抵銷(cancel)形容作用力與反作用力的特性沒甚麼不妥，如果用抵銷這個詞會令人錯誤地聯想到整個系統的net force，那我改用action-reaction pair好了。

問題是 action and reaction pair 根本是在不同的物件上，所以是無法cancel，並同時存在net-force.　你同意action and reaction pair 是能cancel使物件達到 equilibrium，即使你換了個字，但這個觀念卻是錯的。我就這個問題問了我的物理老師，所以我好肯定的說 action 跟 reaction 是不能抵銷。
就讓我用圖來解釋一次吧！

就如所附的小畫家圖片一樣，上面那幅是說明抵銷的定義。
如果 F1跟F2是同樣大小(with the same magnitude)，那麼物件便會不動或以同樣速度移動。這是因為F1跟F2是在同一件物件上 (F1 and F2 are acted on the same object)。

以下面那幅圖來看，假設有一人在平滑地面上（則沒有阻力 (with no friction)）以繩索拉著物件，而 F3就是那人向物件所施的作用力，F4則是反作用力。但F3是在物件上，但F4即是在那人的手上 (F3 is acted on the object while F4 is acted on the man.)。如果F3=F2，那麼要使物件達到平衡 (equilibrium)　就必須有一同樣大小且反方向的力施於物件上，就像F1一樣。（there must be a force with the same magnitude but in the opposite direction as F2 acting on the object to reach the equilibrium) F4在大小和方向都跟F1完全一樣，但問題是F4施於人之上，而F1施於物件之上，所以力不能被抵銷，亦由於作用力和反作用力施於不同物件上，所以談不上沒有 net-force.　

因此，我才對你的說話有些懷疑。我想元直兄是明白這點的，但我不想其他沒有修讀物理的板友誤會，才不得不作出解釋。

本篇文章已被 文台 於 Jan 15 2004, 09:19 編輯過

附帶圖片

我知道你想說的是我用抵銷來形容action and reaction pair的特性可能令人誤解，但我又甚麼時候說了action and reaction pair 是能cancel使物件達到 equilibrium？我已說過兩次action and reaction pair不是一個完整的系統，故不能由此計算出net force，也就是說一個系統無論是平衡、加速、減速，都不可以單由一個action and reaction pair得出。你能詳作解釋當然好，但請先搞清楚別人的觀點，不然就是雞同鴨講了。

那就是雞同鴨講了。我也覺得奇怪，元直兄你有讀到物理，為何會搞不懂這個問題呢？
但我又再看多一遍你的回應，倒有以下發現。

我就是理解不清楚你這些句子的意思了。可能真是雞同鴨講，就怪我沒有好的理解能力吧。反正我真的弄不清你的觀點，我還是覺得你最後的回應跟你之前的有點自相矛盾罷了。

↓個人認為cancel the force 跟 balance the force是一樣,可能就是這樣我變了隻雞。但無論可謂 cancel (則是balance 或不是 balance 都好) action reaction 根本談不上抵銷，因為在不同的物件上。

本篇文章已被 文台 於 Jan 15 2004, 12:39 編輯過

反作用力是指(Normal Reaction Force)還是什麼？
如果是Normal Reaction Force的話，那便不一定被作用力抵銷。

你們之前不斷說"cancal the force"，但你們舉的例子卻是"balance the force"。我想你們用錯詞彙了。

你們都講得好複雜的說，或者等我叫鮑鮑和冷雨來看看先

搞不懂哪個問題？

那就是說反作用力是因作用力而生，只要是反作用力就會跟作用力抵銷，不是因為水連續不斷才會有啊。有問題嗎？這裡這個抵銷不是你畫的圖中那樣抵銷，而是指action-reaction的"抵銷關係"(或許如張三所說用balance會好一點)，我承認這樣說可能會令人誤解，但我已經接著補充說明這不能決定物件處與甚麼加速狀態，想不到你還會一再認定我說action-reaction pair因為力度相等方向不同就能使物件達到equilibrium......我不知道是我表達有問題還是你理解有問題，或者都有一點，反正我現在已經是第四次重申這一點，希望這次你能明白=.="

一.你同意反作用力跟力不會受時間連續性限制。
二.你自己畫的圖也說明了反作用力是施予帶來作用力的物件，而反作用力的向量也是取決於該物件的作用力。
那我搞不懂你還有甚麼疑問？這句話說的就是這兩樣。

說到底我想是大家對抵銷的定義不同。我在action-reaction pair中用的抵銷一詞根本就是形容action和reaction的向量關係，而不是在說同一物件受到不同方向的力，所有力互相抵銷後該物件就會處於平衡狀態，而你就一直認為我說的是後者，或者說你認為抵銷一詞只能用於後面一種情況，所以就雞同鴨講了。嘿~就當是我用詞不當吧，以後只用action-reaction pair好了。

另外關於net-force我想搞清楚你對net-force的定義是甚麼，費事到時又來牛頭不對馬嘴。我說的net-force就是指所有vector綜合後的vector sum，也就是說一個物件的net-force決定了其最終加速狀態(角度？減速？平衡？加速？)。所以我說action-reaction pair內部不存在所謂net-force的問題，因為你不可能光由一對action-reaction pair得出任何所牽涉物件的加速狀態。你必須知道外部條件如何，找到多一對或以上的action-reaction pair(即使是 frictionless你也要先知道那是frictionless才能代入零呀)。你不能因為action和reaction施力於不同物件上，就把那當成是net-force吧？

當然，我想你的意思也未必是說由一對action-reaction pair就可以得出net-force，但我不想其他沒有修讀物理的板友誤會，所以不得不作出解釋。

XD

↑很好∼
我始終都搞不清抵銷一詞，是我太蠢了。也許元直兄也得變成鴨呢∼
我就不能接受你抵銷的解釋（則前者的解釋），總不明白明明兩個力在不同物件上，能說他們互相抵銷。

至於 net-force 的問題，我是想說 一對的 action and reaction pair 不是在同物件上，就單物件來看，自然談不上我的「抵銷」吧！既然如此，就不能把 那一對action-reaction pair 和 net-force 扯上關係，這個很明白，不作詳說了。

元直鴨，小心有人說你上有細胞跟离流感高度同源，而拿去人道（不人道？！）毀滅∼
嘿嘿∼∼∼

↓我開玩笑而已，如果連開玩笑也要說成諷刺，我也受不了．．．

本篇文章已被 文台 於 Jan 15 2004, 23:21 編輯過

這點我明白，我也說過啦，有些人不能接受的話，以後便改用action-reaction pair，算我用詞不當。

咦？無端端諷刺我做甚麼？雞同鴨講只是形容情況而已，沒人會把這四個字當成罵人話吧。

如果討論個物理問題也要來這些，我真受不了。